题目内容

8．甲图是小明在“测量小灯泡电功率”实验的电路图，小灯泡额定电压为2.5V．

（1）该实验的原理是P=UI．（用公式表示）
（2）小明正确连接电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表示数为零，原因可能是小灯泡断路（填“短路”或“断路”）．
（3）排除故障后，小明闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向左（填“左”或“右”）端移动．
（4）小明通过实验得到了小灯泡的I-U关系图象（图乙①），则小灯泡的额定功率是0.625W；当小灯泡两端的电压是1V时，实际功率是0.15W．
（5）将小灯泡换成待测电阻，通过实验测得数据后作出它的I-U关系图象（图乙②），则待测电阻的阻值为20Ω．
（6）完成上面实验后，小明还想测某未知电阻RX的阻值，但身边的电压表彻底坏了，于是他设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻），请帮他把缺少的步骤补全，并写出RX的表达式，实验步骤：
Ⅰ：照设计的电路图连接电路；
Ⅱ：闭合开关S，记下电流表的示数I0；
Ⅲ：再闭合S1，记下电流表的示数为I；
Ⅳ：计算电阻；RX=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$（用已知物理量和测量出的物理量的符号表示）．

分析 （1）测量电功率的原理P=UI；
（2）电路故障有两种：断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（3）由电路图可知，灯泡及滑动变阻器串联，则要使小灯泡两端的电压增大到额定电压，应减小电阻，即减小滑动变阻器的接入电阻，由滑动变阻器的接法可知滑片的移动方向；
（4）由图确定额定电压及额定电流，由P=UI可求得灯泡的额定功率，已知实际电压，由图知实际电流，求实际功率；
（5）由图知电压和电流，求定值电阻的电阻；
（6）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压，然后根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出被测电阻的阻值．

解答 解：（1）测量电功率的原理：P=UI；
（2）灯泡不亮，如果是短路或其它串联部分断路，电压表无示数；灯泡断路，电压表与电源串联测量电源电压有示数．所以故障为灯泡断路．
（3）电压表示数只有2.2V，小于额定电压，故应调节滑动变阻器增大灯泡两端的电压，故应减小滑动变阻器的接入电阻，故应将滑片向左滑动，使灯泡两端达2.5V；
（4）从小灯泡的I-U关系图象（图乙①）知，当小灯泡正常发光的电压为2.5V时，电流为0.25A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由图知当电压为1V是，电流为0.15A，则P=UI=1V×0.15A=0.15W；
（5）从I-U关系图象（图乙②）知，当U=3V时，I=0.15A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω；
（6）在没有电压表时测量电阻的实验步骤：
Ⅰ：照设计的电路图连接电路；
Ⅱ：闭合开关S，记下电流表的示数I0；
Ⅲ：再闭合S1，记下电流表的示数为I；
Ⅳ：计算电阻；RX=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$
故答案为：（1）P=UI；（2）断路；（3）左；（4）0.625；0.15；（5）20Ω；（6）再闭合S1，记下电流表的示数为I；$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$．

点评 本题考查了实验原理、电路故障分析、图象分析、求灯泡额定电流与额定功率、滑动变阻器的使用、特殊测电阻的方法等知识，有一定的综合性．

练习册系列答案
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7．为迎接体育中考，同学们积极进行体育锻炼，下表为小陆同学某次体育测试的成绩单，请根据表格中提供的信息进行计算．
项目1000m俯卧撑（次/min）单揺跳绳（次/min）
成绩3min20s25160
（1）他1000m测试时的平均速度；
（2）若小陆质量为50kg，他在做俯卧撑时与地面接触的总面积约为0.02m2，则此时他对地面的压强；
（3）若他在跳绳过程中，每次跳起时平均离开地面5cm，则他跳绳的功率．
19．小红同学在物理实验中，对串联电路电压规律进行了探究．
（1）在拆接电路时，开关必须断开；（填“断开”或“闭合”）
（2）电压表应并联（填“串联”或“并联”）在被测电路中．
（3）根据所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中．分析的实验数据可以得出串联电路中总电压与各用电器两端的电压的关系表达式是：UAB+UBC=UAC．
AB/VUBC/VUAC/V
2.41.43.8
2.71.13.8
1.91.93.8
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（2）闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，造成这种现象的原因可能是C（填字母）．
A．开关接触不良             B．滑动变阻器断路
C．小灯泡与灯座接触不良      D．电流表断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表表盘如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．
3．瑞瑞同学在探究串联电路电压的规律时连接了如图所示的电路，
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Uab/VUbc/VUac/V
2.41.43.75
（4）这个实验在设计方案上还存在的不足之处是实验次数太少，结论不具有普遍性．
13．小明同学在做“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验．
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（2）他连接实物电路如图2并检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表电压为0V，电流表有示数，产生这一现象的原因可能是灯泡短路．
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